Question

水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的碳制得:C (s)+H2O(g)CO (g)+H2 (g)　ΔH=+131 kJ·mol-1

(1)T溫度下,四個容器中均進行著上述反應(yīng),各容器中碳足量,其他物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度及正、逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示。請?zhí)顚懕碇邢鄳?yīng)的空格。

容器 編號	c(H2O) /mol·L-1	c(CO) /mol·L-1	c(H2) /mol·L-1	v正、v逆比較
Ⅰ	0.06	0.60	0.10	v正=v逆
Ⅱ	0.06	0.50	0.40	①
Ⅲ	0.12	0.40	0.80	v正<v逆
Ⅳ	0.12	0.30	②	v正=v逆

 

①　　　　　　　　　　　,②　 。 

在T溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為　　　 　。 

(2)另有一個容積可變的密閉容器。恒溫恒壓下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸氣 (H2O),發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?/span>1.25 倍。平衡時水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為　　　　;向該容器中補充a mol 碳,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率將　　　　 (填 “增大”、“減小”或“不變”)。 

(3)在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH>0,給合成甲醇反應(yīng)體系中通入少量CO則平衡　　　　 移動,減小壓強則平衡　　　　移動,降低溫度則平衡　　　　　　　　移動(填“向左”、“向右”或“不”)。 

 

Answer 1

(1)①v正<v逆　②0.40　1.00

(2)25%　不變　(3)向右　向左　向左

【解析】(1)根據(jù)Ⅰ可知,K==1.00,Ⅱ中Q==>K,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,即正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率。在Ⅳ中反應(yīng)處于平衡狀態(tài),設(shè)c(H2)=a mol·L-1,則=1.00,解得a=0.40。

(2)　　　　　C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

起始量(mol) 1.0

轉(zhuǎn)化量(mol) x x x

平衡量(mol) 1.0-xx x

所以有1.0-x+x+x=1.25×1.0

解得x=0.25

所以轉(zhuǎn)化率是×100%=25%

碳是固體,所以增加碳的質(zhì)量,平衡不移動,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率不變。

(3)增加CO的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動。因為反應(yīng)是體積減小的、吸熱的可逆反應(yīng),所以降低壓強或降低溫度平衡都向逆反應(yīng)方向移動。